zm / Лекция_Моделирование Введение
.pdf
М.В. Киселева
Моделирование систем
ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
•Сложная система как объект моделирования
•Методология исследования и моделирования сложных систем
•Понятия: модель, моделирование
•Классификация основных видов моделирования систем
•Компьютерное моделирование. Метод имитационного моделирования
•Технология построения и исследования моделей сложных систем
2
СЛОЖНАЯ СИСТЕМА, КАК ОБЪЕКТ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Система – целенаправленное множество взаимосвязанных элементов любой природы.
Внастоящее время понятие «система» в науке является до конца не определенным.
При исследовании сложных систем (СС) ученые отмечают их основные свойства.
3
СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ
1 свойство: Целостность и членимость.
Сложная система рассматривается как целостная совокупность элементов, характеризующаяся наличием большого количества взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов.
Существует возможность разбиения системы на подсистемы, цели функционирования которых подчинены общей цели функционирования всей системы (целенаправленность систем).
Целенаправленность - способность системы осуществлять в условиях неопределенности и воздействия случайных факторов поведение (выбор поведения), преследующее достижение определенной цели.
4
2 свойство: Связи. Взаимодействие
Наличие существенных устойчивых связей (отношений) между элементами или (и) их свойствами, а также связи (отношения) этих элементов с элементами, не входящими в данную систему (внешней средой).
Под «связями» понимается некоторый виртуальный канал, по которому осуществляется обмен между элементами и внешней средой веществом, энергией, информацией.
3 свойство: Организация. Структурированность
При формировании связей складывается определенная структура системы, а свойства элементов трансформируются в функции (действия, поведение).
При исследовании сложных систем обычно отмечают:
•Сложность функции, выполняемой системой и направленной на достижение заданной цели функционирования;
•Наличие управления, разветвленной информационной сети и интенсивных потоков информации;
•Наличие взаимодействия с внешней средой и функционирование в условиях неопределенности и воздействия случайных факторов различной природы.
4 свойство: Интегративные качества.
Свойства, которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному из ее элементов в отдельности, т.е. возникают в процессе взаимодействия элементов, входящих в состав системы
Примеры СС:
•система по обработке потоков заявок, библиотека, магазин, производственный участок, линия связи, отделение скорой помощи, морской порт и т.д.
•экономический процесс – процесс инфляции, бизнес-процесс, технологический процесс и т.п.
•информационная система, сложная система управления; организационно – производственная система, предприятие; социально – экономическая система, например регион; и др.
СЛОЖНАЯ СИСТЕМА КАК ОБЪЕКТ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Характерные особенности:
•Уникальность СС. Существующие аналоги заметно отличаются друг от друга. Следствие на практике - необходимость строить новые модели.
•Слабая структурированность теоретических и фактических знаний о системе. При идентификации СС присутствует большая доля субъективных экспертных знаний о системе.
•Наличие интегративных качеств СС.
Необходимость исследования системы в целом.
8
•Разнородность подсистем и элементов,
составляющих систему и соответственно разнородность математических схем, описывающих функционирование различных элементов.
•Необходимость исследовать систему в динамике,
с учетом поведенческих аспектов.
•Случайность и неопределенность факторов,
действующих в изучаемой системе.
•Многокритериальность оценок процессов,
протекающих в системе (невозможность однозначной оценки, т.к. множество подсистем, множество показателей, критериев…)
9
ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СС
Методологией исследования СС является
системный анализ.
Один из важнейших инструментов прикладного системного анализа –
компьютерное моделирование.
Имитационное моделирование –
наиболее эффективный и универсальный вариант компьютерного моделирования в области исследования и управления сложными системами.
10